7. LẮP ĐẶT HỆ THỐNG NHIÊNLIỆU DÙNG LPG TRÊ NƠ TƠ VAZ-2101.
7.2.CÁC THIẾT BỊ LẮP TRÊN HỆ THỐNG NHIÊNLIỆU LPG.
Theo khảo sát ở mục 4 của đề tài, 2 hệ thống nhiên liệu dùng LPG phun nhiên liệu lỏng và dùng họng Venturi. Cả hai kiểu cung cấp nhiên liệu LPG như trên đều cĩ những ưu, nhược điểm khác nhau. Hệ thống phun nhiên liệu LPG dạng lỏng cĩ những ưu điểm nổi bật hơn, khắc phục được những nhược điểm của hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu Venturi như tăng cơng suất và mơmen. Vì tăng hệ số này nên suất tiêu hao nhiên liệu giảm do điều chỉnh lượng nhiên liệu hợp lý cho từng chế độ làm việc của động cơ ... Nhưng trong nhiệm vụ thiết kế của đề tài hệ thống được lắp cho ơtơ du lịch cĩ cơng suất nhỏ, các loại Taxi nĩi chung, mà ơtơ được chọn là VAZ- 2101. Địa bàn hoạt động chủ yếu trong thành phố nơi đơng người, thì vấn đề an tồn hệ của hệ thống được đặt lên hàng đầu. Trong khi phun Gas lỏng, Gas lỏng được dẫn trong đường ống dài cĩ áp suất lớn rất nguy hiểm đây là nhược điểm của phun Gas lỏng.
Nếu ơtơ dùng làm taxi, thường xuyên tắt máy và khởi động lại thì lại phù hợp với ưu điểm của hệ thơng cung cấp nhiên liệu kiểu Venturi. Do Gas ở dạng khí nên
ÂN T T NGHI P
ĐỒ Ố Ệ Thiết kế hệ thống nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch. nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch.
sự đồng nhất của hỗn hợp hồn hảo, tránh hiện tượng ướt thành đường nạp. Hiện tượng này rất nhạy cảm khi động cơ khởi động và làm việc ở chế độ chuyển tiếp. Trong khi ơ tơ làm việc ở thành phố nơi đơng người thì rất ít khi chạy ở tốc cực đại. Vì vậy, nhược điểm cơng suất của đơng cơ giảm khi làm việc ở cơng suất cực đại của hệ thống cung cấp nhiên liệu kiểu Venturi cĩ thể chấp nhận được .
Mặt khác, trong điều kiện của đề tài thời gian ngắn, khối lượng cơng việc nhiều, khơng cho phép nghiên cứu được vấn đề phức tạp khĩ khăn. Nên khơng thể thiết kế được hệ thống nhiên liệu phức tạp cần sự cĩ mặt của bộ xử lý điện tử như hệ thống phun LPG lỏng .
Từ những đặc điểm phân tích trên , đề tài của em chọn hệ thống cung cấp nhiên liệu LPG kiểu Venturi để thiết kế lắp đặt trên ơtơ VAZ-2101. Hệ thống gồm các thiết bị được lắp đặt như các hệ thống sau :
7.2.1. Sơ đồ nguyên lý hệ thống nhiên liệu chuyển đổi.
Hệ thống nhiên liệu dùng xăng trên ơtơ du lịch VAZ-2101 cĩ thể thực hiện lại bằng hai phương án sau:
7.2.1.1. Thay tồn bộ hệ thống nhiên liệu xăng bằng hệ thống sử dụng LPG. 17 16 15 14 18 19 7 11 10 9 8 6 3 4 5 1 2
Hình 7.1. Sơ đồ hệ thống nhiên liệu sử dụng LPG.
1. Cửa nạp Gas; 2. Cụm xuất nạp LPG; 3. Bình chứa; 4. Đường nước ra khỏi bộ hĩa hơi; 5. Đường nước vào bộ hĩa hơi; 6. Bộ hĩa hơi; 7.Bộ ổn áp; 8. Van
ÂN T T NGHI P
ĐỒ Ố Ệ Thiết kế hệ thống nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch. nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch.
-
K - Khi bật cơng tắc18, van điện từ 19 mở cho Gas lỏng đến bộ hĩa hơi 6, sau khi hĩa hơi Gas được đến bộ giảm áp 7 ổn định với áp suất dư (trình bày mục sau) để thắng tổn thất trên đường ống, van tiết lưu, rồi LPG đến bộ hịa trộn để nạp vào động cơ.
7.2.1.2. Sơ đồ lắp đặt hệ thống lưỡng nhiên liệu xăng/LPG.
Hình 7.2. Sơ đồ hệ thống lưỡng nhiên liệu Xăng/LPG.
1. Cụm nạp xuất nhiên liệu; 2. Lỗ nạp ga; 3. Bình chứa LPG; 4. . Đường nước ra khỏi bộ hĩa hơi; 5. Đường nước vào bộ hĩa hơi; 6. Bộ hĩa hơi; 7. Van điện từ ga; 8. Van tiết lưu; 9. Đầu nối ba ngã; 10. Đường ga tăng tốc; 11. Đường ga khơng tải; 12. Két làm mát; 13. Động cơ; 14. Đường ga chính; 15. Bầu lọc giĩ; 16. Bộ hịa trộn; 17. Bộ chế hịa khí; 18. Van điện từ xăng; 19.Bơm xăng; 20. Bầu lọc xăng; 21. Cơng tắc chuyển đổi; 22.Bình xăng; 23.Bộ ổn áp.
-Nguyên lý tương tự hệ thống dùng hồn tồn LPG.Nhưng ở đây hệ thống làm việc song song xăng và LPG, nên khi người điều khiển muốn chạy LPG thì bật cơng tắc 20 sang LPG. Lúc này van điện từ sẽ đĩng đường xăng và mở đường cung cấp LPG và ngược lại khi sử dụng xăng.
18 17 16 15 14 17 16 15 14 19 21 22 20 23 13 12 9 11 10 8 7 6 5 1 2 4 3
ÂN T T NGHI P
ĐỒ Ố Ệ Thiết kế hệ thống nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch. nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch.
7.2.2. Lắp đặt hệ thống lưỡng nhiên liệu Xăng/LPG trên xe VAZ-2101.
Hình 7.3. Sơ đồ bố trí hệ thống lưỡng nhiên liệu Xăng/LPG trên ơ tơ VAZ - 2101. 1. Két làm mát; 2. Bình ắc quy; 3. Bơm nước; 4.Van tiết lưu; 5. Van điện từ xăng; 6.Bơm xăng; 7. Đường ống dẫn xăng; 8. Đồng hồ xăng; 9. Cửa nạp xăng; 10. Bình xăng; 11. Cửa nạp LPG; 12. Cụm van xuất nạp LPG; 13. Bình chứa LPG; 14. Ống dẫn LPG; 15. Cơng tắc chuyển đổi; 16. Van điện từ LPG; 17. Đồng hồ hiển thị mức nhiên liệu; 18. Đường nước vào bộ hĩa hơi;19.
Bộ hịa trộn; 20. Bộ hĩa hơi; 21.Đường nước ra khỏi bộ hĩa hơi.
- Bình chứa LPG.
Nhiên liệu LPG thơng thường được nén trong bình cĩ áp suất khoảng 10bar. Bình chứa dạng hình trụ và hai đầu
hình bán cầu, dung tích V=55 lít . Vỏ bình được chế tạo bằng thép dày (3÷4)mm, thép phải qua sử lý nhiệt cho phép chịu được kéo nén và chống nứt ngay
cả khi bị mĩp lúc va chạm. Tất cả các bình Gas sản xuất được kiểm tra ở áp suất 45bar trước khi bán ra thị trường và phải cĩ sự kiểm tra, cấp giấy phép sử dụng của các cơ quan cĩ chức năng trong ngành . (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1 2 3 4 5 8 7 6 9 6 5 4 3 2 1 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 21 LPG XĂNG NƯ ỚC
Hình 7.4.Sơ đồ bình nhiên liệu LPG . 1. Tay cầm; 2. Vỏ bình chứa; 3. Đường ống nạp LPG; 4. Nắp đậy; 5. Đồng hồ đo áp suất; 6. Đường ống ra; 7. Van điện từ; 8. Van an tồn; 9. Chân đỡ.
ÂN T T NGHI P
ĐỒ Ố Ệ Thiết kế hệ thống nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch. nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch.
Để đảm bảo an tồn bình Gas khơng bao giờ được chứa100 % Gas lỏng .Trong bình được lắp thiết bị chống nạp qua mức cho phép 80% thể tích. Trong bình chứa LPG ở trạng thái hơi, áp suất hơi này phụ thuộc vào thành phần LPG nhiều Butan hay Propan và nhiệt độ tồn chứa. Nhưng với nhiệt độ và thành phần thế nào thì áp suất của hơi LPG vẫn nhỏ rất nhiều so với sức chịu đựng của bình. Trên thị trường Việt Nam Gas thường được nén với áp suất 4,5kg/cm2 đến 7,8 kg/cm2 ở nhiệt độ 150C÷300C, cĩ thành phần
Butan 70% Propan 30%.
- Đồng hồ đo lượng LPG lỏng: dùng để chỉ độ cao của chất trong bình chứa, thiết bị này sử dụng điện và truyền tín hiệu kiểm tra về đồng hồ hiển thị trên buồng lái.
-Van nạp và van an tồn.
Van nạp và van an tồn được thiết kế trên cùng một chi
tiết cĩ kết cấu như hình 7.6 và được lắp trên bình chứa. Van an tồn cĩ tác dụng đảm bảo an tồn cho bình chứa khi áp suất trong bình tăng cao quá giới hạn cho phép. Van an tồn hoạt động ở
Hình 7.5. Sơ đồ mạch dây đồng hồ đo mức chất lỏng.
1.Ổn áp; 2. Dây xơng nĩng; 3. Kim đồng hồ; 4. Thang đo; 5. Chân kim; 6. Phao; 7.Biến trở; 8. Ắc quy. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 3 4 5 13 12 11 10
ÂN T T NGHI P
ĐỒ Ố Ệ Thiết kế hệ thống nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch. nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch.
Hình 7.6. Kết cấu van an tồn và van nạp.
1. Đường ga vào bình chứa; 2. Đế van nạp; 3. Thân van nạp; 4. Lị xo van nạp; 5. Chốt van nạp; 6. Đường ga vào van nạp; 7. Đĩa chặn lị xo van an tồn; 8. Nắp van an tồn; 9. Đệm làm kín; 10. Đế van an tồn; 11. Van an tồn; 12. Chốt van an tồn; 13. Lị xo van an tồn.
áp suất 26 kg/cm2. Nếu vì lý do nào đĩ, áp suất trong bình tăng cao đến 26kg/cm2 sẽ tác dụng lên van 11, nén lị xo 13 tác động làm mở đường thơng xả LPG ra ngồi khơng khí, làm áp suất và nhiệt độ trong bình giảm xuống bảo đảm bình chứa khơng bị sự cố như nổ, vở khi áp suất trong bình tăng cao. Van nạp cĩ tác dụng mở thơng bình để nạp LPG vào bình một cách nhanh nhất, đồng thời khơng cho nạp thêm LPG vào bình khi áp suất trong bình vượt quá áp suất làm việc của bình.
- Van xuất và van quá dịng.
Van xuất và van quá dịng được thiết kế thành một cụm chi tiết cĩ kết cấu như hình 7.7. Van xuất được điều khiển bằng tay vặn 4. Khi vặn tay vặn ra do liên kết với nắp 5, tay vặn đi lên kéo theo pittơng 6 đi lên làm mở van xuất 2, LPG trong bình sẽ thơng với đường ra 9 của van quá dịng và như vậy LPG được xuất ra tới van điện từ.
12 2 3 4 7 13 12 11 10 9 8 5 6
Hình 7.7. Kết cấu van xuất và van quá dịng.
ÂN T T NGHI P
ĐỒ Ố Ệ Thiết kế hệ thống nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch. nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch.
Trong trường hợp nếu cĩ sự cố trên đường ống như vở đường ống, lượng LPG sau van quá dịng giảm mạnh, dẫn đến áp suất phía sau van quá dịng giảm đột ngột tạo nên sự chênh lệch áp suất lớn ở phía trước và phía sau van quá dịng 11, sẽ nén lị xo van quá dịng, làm van quá dịng 8 tỳ lên đế van 10 đĩng kín khơng cho LPG tiếp tục lưu thơng trong hệ thống, đảm bảo an tồn khi sự cố xảy ra. Van quá dịng được thiết kế sao cho ở chế độ động cơ làm việc cực đại lượng LPG phía sau van tiêu thụ lớn nhưng khơng làm đĩng van, chỉ khi áp suất phía sau van giảm đột ngột thì van mới đĩng lại. Thời điểm đĩng van cĩ thể điều chỉnh bằng cách thêm đệm vào phía sau van 11 để tăng lực căng của lị xo 8 cho phù hợp với lưu lượng cần thiết cung cấp cho động cơ làm việc ở chế độ cơng suất cực đại.
- Van điện từ : Cĩ tác dụng điều khiển, đĩng mở LPG vào từ đường ống nạp của hệ thống cung cấp nhiên liệu. Khi ta mở cơng tắc khởi động máy thì van này mở cho LPG thốt ra qua đường ống nạp vào hệ thống cung cấp nhiên liệu cho động cơ. Khi dừng lại, tắt động cơ thì van điệ n từ đĩng lại.
Van điện từ hoạt động theo nguyên tắc cảm ứng điện từ, khi ta bậc khố khởi động máy sẽ cĩ dịng điện chạy qua cuộn cảm 3, gây ra hiện tượng cảm ứng điện từ điều khiển các chi tiết của van nâng đế van 4 lên mở van cho LPG thốt ra và khi ngắt dịng điện dưới áp lực của lị xo van sẽ đĩng lại.
- Đường ống cao áp: Được làm bằng đồng thau đường kính (6 ÷
8) mm phù hợp với áp suất vận hành 45 bar và uốn cong phù hợp với yêu cầu lắp đặt trên xe. Bình LPG được nối với bộ hĩa
hơi - điều áp bằng đường ống và đường ống nối với các thiết bị khác nhờ các cổ nối phù hợp. Đường ống được bắt cố định chặt ở gầm xe cách xa với đường ống xả động cơ. Các đầu nối bảo đảm chắc chắn bằng các ống cố định chặt để tránh rung tuột. - Bộ hĩa hơi - điều áp: Làm nhiệm vụ chuyển LPG lỏng cĩ áp suất cao thành Gas ở dạng khí. Bộ giảm áp làm giảm áp suất tới giá trị phù hợp với áp suất cung cấp cho động cơ. Nguyên lý của quá trình trao đổi nhiệt là sử dụng nguồn nhiệt cĩ sẵn trên động cơ. 6 2 5 4 3 1 Hình 7.8. Van điện từ.
1.Đường ga vào; 2. Đế van; 3. Lị xo hồi vị; 4.Cuộn dây van; 5. Chốt dẫn hướng; 6. Đường ga ra. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
ÂN T T NGHI P
ĐỒ Ố Ệ Thiết kế hệ thống nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch. nhiín liệu LPG trín ơ tơ du lịch.
- Van tiết lưu: Là dạng van định lượng nĩ cĩ thể cung cấp lượng nhiên liệu hợp lý ở từng chế độ làm việc của động cơ.
- Bộ hịa trộn: Là bộ phận quan trọng trong hệ thống. Cĩ nhiệm vụ hịa trộn khơng khí với Gas ở tỷ lệ phù hợp tạo thành hỗn hợp khí nạp vào động cơ.
- Thiết bị điện: Gồm bộ điều khiển, cơng tắc chuyển đổi nhiên liệu Xăng/LPG(nếu lưỡng nhiên liệu), đồng hồ báo mức nhiên liệu, cáp điện.
+ Khi chạy xăng: Bộ điều khiển đĩng van LPG, mở van điện từ xăng. + Khi chạy LPG: Ngắt điện cấp hệ thống xăng, đĩng van xăng, cắt điện bơm xăng và mở van điện từ cấp LPG vào bộ hĩa hơi.
+ Các đường cáp điện từ bộ điều khiển nối với nguồn qua khĩa điện và cầu chì, bộ chia điện, các van điện từ xăng và LPG, Rơle cắt bơm xăng.
+ Bộ báo mức hiển thị mức LPG lỏng trong bình chứa theo các mức ở thang chia trên đồng hồ.
Trong phạm vi của một đề tài tốt nghiệp, em khơng đủ thời gian để thiết kế tồn bộ hệ thống sử dụng LPG trên ơtơ VAZ-2101 mà chọn các thiết bị cĩ sẵn trên thị trường với các thơng số tương đương cĩ thể lắp cho hệ thống. Ngồi ra bộ hĩa hơi- điều áp được chọn từ phần thiết kế của sinh viên Võ Văn Quốc.
Do đĩ, trong nội dung đề tài này em chọn tính tốn thiết kế bộ hịa trộn và van tiết lưu. Vì hai bộ phận này là phần quan trọng trong việc cải tạo động cơ xăng sang sử dụng nhiên liệu LPG, và cĩ khả năng chế tạo được trong xưởng chế tạo mà khơng cần qua sự kiểm tra của các cơ quan cĩ chức năng như sản xuất các bình chứa LPG. Vì nĩ khơng gây nguy hiểm trong quá trình sử dụng.